17.11.2020 17:17
Несколько лет назад, с разницей в сутки два самых авторитетных научных журнала — Nature и Cell — опубликовали статьи, о которых сообщили тогда практически все мировые СМИ. Авторами первой были биологи из Токийского и Стэнфордского университетов (Япония и США), второй — ученые из Института биологических исследований Солка (США) и Католического университета Мурсии (Испания). В обеих публикациях речь шла о химерных эмбрионах — существах, в разных клетках которых присутствуют ДНК нескольких организмов, чаще всего двух, но бывает, что трех и даже четырех.
Химеры — это не гибриды, рождающиеся в результате скрещивания представителей разных видов. Они возникают, как правило, искусственно, когда исследователи в строго определенный момент развития зародыша вводят ему стволовые клетки неродственного животного. Для этого с помощью генетического редактора CRISPR/Cas9 избирательно уничтожается часть эмбриональных клеток, из которых должен сформироваться тот или иной орган. Затем в питательную среду зародыша внедряют стволовые клетки другого вида. Они и превращаются в орган, чью заготовку уничтожили.
Японцы сумели таким образом вырастить крыс с мышиной поджелудочной железой, а американцы и испанцы после тренировки на грызунах создали жизнеспособные эмбрионы свиней с человеческими мускулами. И если "полулюдей-полусвиней" уничтожили на 28-е сутки развития по этическим соображениям, то крысам ученые позволили достичь половозрелого возраста. Затем грызунов умертвили, а их поджелудочные железы пересадили мышам, страдающим диабетом. Органы прижились, а мыши выздоровели.
На первом этапе ученые внедрили плюрипотентные стволовые клетки крысы — они могут дифференцироваться почти во все типы клеток — в эмбрион свиньи. Однако попытка была неудачной: клетки грызунов не прижились в зародышах свиней. На втором этапе исследователи вводили человеческие плюрипотентные клетки в свиной эмбрион. В результате получилась химера — эмбрион свиньи с человеческими мускулами.
"Во всех этих экспериментах речь идет, в первую очередь, о потенциале выращивания органов человека в животных. Пока эта область регенеративной медицины — выращивание отдельных человеческих органов вне тела — буксует. Нужно экспериментально убедиться, что у этого направления есть будущее. Опыты с животными и эмбриональными клетками человека — промежуточный этап для подтверждения или опровержения возможности в принципе создать функциональный орган в чужеродном окружении"
(Заведующий лабораторией экстремальной биологии КФУ Олег Гусев).
Год назад противостояние американо-японской и американо-испанской команд вышло на новый уровень. В июне биологи под руководством профессора Института медицинских наук Токийского университета Хиромицу Накаучи разместили в открытом доступе предварительную версию научной статьи, описывающей эксперименты с клетками приматов.
Стволовые клетки шимпанзе ученые вполне успешно внедрили в пятидневные эмбрионы макак-резусов, а вот соединить клетки человека и обезьяны решились только в чашке Петри. Из этой смеси, кстати, сформировалась функциональная сердечная ткань, но продолжать эксперимент с человеческими клетками на зародыше шимпанзе исследователи не стали — из этических соображений.
Спустя месяц профессор Накаучи получил от японского правительства разрешение на трансплантацию звериного эмбриона, содержащего человеческие клетки, в матку суррогатной самки грызуна.
Биологи планируют внедрить клетки человека в эмбрион мыши, затем подсадить его взрослой самке и позволить развиваться после оплодотворения 14,5 суток. Также исследователи хотят провести подобные опыты на крысах (зародыши проведут в матке 15,5 суток) и свиньях. Ученые обещают, что если в мозге эмбриона будет более 30 процентов человеческих клеток, то эксперимент прекратят. Поэтому бояться появления полулюдей-полумышей или полусвиней не стоит.
Специалисты Института биологических исследований Солка и Католического университета Мурсии подобных оговорок не делают. Хотя, по сообщениям испанской газеты El País, они уже вырастили первый химерный зародыш обезьяны с клетками человека. Для этого биологам пришлось привлечь к работе коллег из Китая — страны, чье законодательство считается наиболее мягким в отношении экспериментов с человеческими клетками и эмбрионами. Химеру человека и обезьяны создали в одной из научных лабораторий Поднебесной.
Эстрелья Нуньес — исследовательница, занятая в эксперименте, — рассказала журналистам, что зародыши обезьяны с человеческими клетками развивались нормально, но затем их уничтожили из этических соображений. Правда, на какой день это произошло, не уточнила.
"Итоговая цель — создать человеческий орган, подходящий для трансплантации, однако сам путь к цели столь же интересен для ученых"
(Нуньес El País).
"Уже давно существуют целые экспериментальные модели в онкологии, когда человеческая опухоль выращивается в мышах для изучения эффекта микроокружения. Такие модели называются ксенографтами. Японцы попробуют, используя "суррогатную животную мать", вырастить что-то близкое к органам из клеток эмбрионов людей. То есть возьмут клетки, программа которых уже определена и посмотрят, что с ними станет внутри животного."
И вот свежая новость:
Группа специалистов под руководством Хуана Карлоса Исписуа в ноябре 2020 года начали проводить исследования, которые направлены на скрещивание человека и обезьяны.
Опыты будут проводиться на территории Китая, так как в Испании подобного рода эксперименты запрещены на законодательном уровне.
Ученым уже удалось создать первый прототип. Если эксперимент удастся, то гибридов будут использовать для трансплантации. Эмбрионы выращиваются в лаборатории, и при исследовании этого этапа возникло очень много вопросов.
Главной загадкой для ученых является то, что будет, если стволовые клетки человека попадут в мозг и образуются человеческие нейроны.
Литература
https://www.nature.com/articles/nature21070
https://www.cell.com/cell/fulltext/S009 ... 16)31752-4
https://tdnu.ru/article/science/v-kitae ... -obezyany/
